[发明专利]一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺

说明书

技术领域

本发明属于电弧炉洁净钢生产技术领域。具体涉及一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺。

技术背景

电弧炉炼钢技术发展已经历了100多年的历史，随着UHP等超高功率操作的采用，以及伴随它的冷却部位助燃加热的普及，电弧炉的生产能力得到了大幅度的提高，随着电弧炉炼钢技术的不断完善，以及吸取其他炼钢方法的重要功能，使电弧炉炼钢对原料的适应性不断增强，电弧炉炼钢已逐步发展为炼钢生产技术的主流。

目前的超高功率电弧炉炼钢过程主要采用富氧操作，吹氧来促进钢液的熔化，力图降低吨钢功率消耗。然后在通过喷吹炭粉技术，进行脱氧，确保出钢合金收得率。在该工艺条件下，电弧炉钢水的碳含量在0.02％～0.05％，氧含量可达到0.1％以上。由于吹氧操作，氧气中含有少量的氮会使钢中氮含量升高；喷吹碳粉也会带入其他杂质影响钢液纯净度。同时，钢液的过氧化状态也使脱氧剂用量增大，脱氧产物增多降低了钢水的洁净度，影响钢液的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、钢液的洁净度高、出钢过程钢液吸气减少的将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在电弧炉吹氧助熔结束时，将天然气和Ar的混合气体吹入钢液中，混合气体流量为200～2000m³/h，压力为0.5～2.0MPa，混合气体吹入钢液的时间为5～30min；在电弧炉吹混合气体脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

其中：天然气和Ar的混合气体中，天然气的体积含量为10～90％，Ar的体积含量为10～90％；天然气中，甲烷的体积含量为90％以上，硫含量为20mg/m³以下；吹入钢液中是：或采用喷枪或通过透气砖吹入钢液中。

由于采用上述技术方案，本发明通过在电弧炉脱氧操作过程的优化控制钢液的脱氧及增碳，利用天然气中的甲烷分解产生的碳和氢来脱除钢中的氧，提高合金收得率；其次，天然气是一种清洁、优质的增碳剂，可提高钢液纯净度；再次，这种还原性气体产生的气泡还可提高脱氮效果，使出钢过程钢液吸气减少；末次，天然气的资源丰富，成本低，用来脱氧和增碳可大大降低电弧炉冶炼成本。

因此，本发明具有成本低、钢液的洁净度高、出钢过程钢液吸气减少的特点，可用于高纯净度的中、高碳钢的生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制。

实施例1

一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺：在100t电弧炉生产中碳钢吹氧助熔结束时，将天然气和Ar的混合气体采用喷枪吹入钢液中，混合气体流量为200～800m³/h，压力为0.5～1.5MPa，混合气体吹入钢液的时间为5～15min。在电弧炉吹混合气体脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

本实施例的天然气和Ar的混合气体中，Ar的体积含量为10～40％，天然气的体积含量为60～90％；天然气中，甲烷的体积含量为90％以上，硫含量为20mg/m³以下。

实施例2

一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺：在100t电弧炉生产高碳钢吹氧助熔结束时，将天然气和Ar的混合气体采用喷枪吹入钢液中，混合气体流量为500～1500m³/h，压力为1.0～2.0MPa，混合气体吹入钢液的时间为10～20min。在电弧炉吹混合气体脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

本实施例的天然气和Ar的混合气体中，Ar的体积含量为40～70％，天然气的体积含量为30～60％；天然气同实施例1。

实施例3

一种将天然气用于电弧炉脱氧及增碳的工艺：在100t电弧炉生产高碳钢吹氧助熔结束时，将天然气和Ar的混合气体通过透气砖吹入钢液中，吹入钢液的时间为15～30min；混合气体流量为1000～2000Nm³/h，压力为0.8～1.2MPa。在电弧炉吹混合气体脱氧结束时，通过吹氩和真空处理脱除溶解在钢中的氢。

本实施例的天然气和Ar的混合气体中，Ar的体积含量为70～90％，天然气的体积含量为10～30％；天然气同实施例1。

本具体实施方式通过在电弧炉脱氧操作过程的优化控制钢液的脱氧及增碳，利用天然气中的甲烷分解产生的碳和氢来脱除钢中的氧，提高合金收得率；其次，天然气是一种清洁、优质的增碳剂，可提高钢液纯净度；再次，这种还原性气体产生的气泡还可提高脱氮效果，出钢过程钢液吸气减少；末次，天然气的资源丰富，成本低，用来脱氧和增碳可大大降低电弧炉冶炼成本。因此，本具体实施方式具有成本低、钢液的洁净度高、出钢过程钢液吸气减少的特点，可用于高纯净度的中、高碳钢的生产。